(57)【要約】【課題】  従来の表示装置におけるＡＤ変換においては、入力信号の形態やＡＤ変換器の性能により黒レベルが”０”に変換されず、入力信号によっては黒が浮いてしまうという問題があった。【解決手段】  入力信号切替えなどの自動信号フォーマット検出のタイミングで、入力映像信号のキャプチャ領域を有効からブランキングに切替えて黒レベルを算出することで、必要最低限のメモリ容量にて黒レベル補正を行うことが可能である。【選択図】  図１
2006352656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ映像信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換手段と、
前記アナログ映像信号のオフセットを調整可能なオフセット調整手段と、
前記アナログ映像信号のフォーマットを解析する信号フォーマット検出手段と、
前記変換されたデジタル信号を格納するフレームメモリと
前記フレームメモリに格納する範囲を第１の映像信号エリアと第２の映像信号エリアに変更するためのフレームメモリ書き込み制御手段と、を有し、
前記制御手段は信号フォーマット検前手段の検出結果に応じて、前記第１エリア、第２エリアの切替えを行いフレームメモリに書き込む範囲を変更することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記第１の映像信号エリアは表示装置に表示可能な有効画像エリアであり、前記第２の映像信号エリアはブランキングエリアであることを特徴とする請求項１の画像表示装置。
【請求項３】
前記第２の映像信号エリアの値に応じて前記オフセット調整手段のオフセット補正量の算出および補正を行う黒レベル補正手段を有することを特徴とする請求項１または２の表示装置。
【請求項４】
前記黒レベル補正手段は、前記第２映像信号エリアの値と、あらかじめ設定された目標黒レベルとの差分を黒レベル補正量とし、前記オフセット調整手段において前記黒レベル補正量に相当するレベルだけ黒信号をシフトする黒信号シフト手段を有することを特徴とする請求項１〜３記載の表示装置。
【請求項５】
前記黒信号シフト手段は、前記アナログデジタル変換手段の前段に行われるクランプ処理のクランプ電圧を制御することを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記黒信号シフト手段は、前記アナログデジタル変換手段の下側基準電圧を制御することを特徴とする請求項４または５の記載の表示装置。
【請求項７】
前記信号フォーマット検出手段は、入力信号のフォーマットが変更になったことを検出することを特徴とする請求項１〜６記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶プロジェクタやコンピュータディスプレイなどの表示装置において、入力映像信号のクランプ誤差による黒浮きを阻止する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータのディスプレイや液晶プロジェクタなどの表示装置の多くには、アナログ映像信号（アナログＲＧＢ信号やアナログＹＣｒＣｂ信号）を入力するインターフェース端子が設けられている。入力されたアナログ映像信号は内部のＡＤ変換回路でデジタル値に変換されて信号処理が行われている。図８は一般的な表示装置におけるＡＤ変換回路までの信号処理を示したものである。本来はＲＧＢ３つの同等な回路で構成されるが、ここでは１回路のみを示している。
【０００３】
入力映像信号ＶｉはＡＤ変換処理回路１０１の前段のクランプ回路１０２にてＤＣ成分再生処理が行われる。図８Ｂは前記クランプ回路で入力映像信号がクランプされる前の波形を示し、図８Ｃはクランプされた後の波形を示す。
【０００４】
クランプ回路１０２は、入力映像信号のブランキング期間（ＢＬＫ）の間に、その信号レベルをクランプレベル（例えばＡＤ変換後にレベル０に相当するレベル）に強制的に引き込む動作を行う。したがって、ＡＤ変換の前に入力映像信号のブランキング領域（＝黒信号に相当）を確実にクランプすれば、常に黒信号は黒レベル（例えばレベル０）にデジタル化される。
【０００５】
しかしながら、実際の表示装置においては、下記理由により、黒レベルが黒に再生されない、所謂「黒浮き」が発生することがある。
（１）出力機器による入力映像信号のＤＣ成分の違い
（２）クランプ回路のクランプ誤差の発生
（３）ＡＤ変換のサンプリングクロック周波数によるオフセットエラーの発生
前記黒浮きを解決する技術として、フィードバッククランプ技術が従来提案されている。フィードバッククランプ方法には、アナログ信号形態で黒レベルの比較行う技術（特許文献１参照）や、ＡＤ変換でデジタル化されたデータを用いてクランプレベルにフィードバックする技術（特許文献２参照）がある。
【特許文献１】特開平５−２９２５３８号公報
【特許文献２】特開平９−１８１９３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前者の従来技術（特許文献１参照）であると、ＡＤ変換前に複雑なアナログ信号処理回路が必要となってしまう。高解像度の表示装置であると、入力されるアナログ映像信号の帯域は１５０ＭＨｚ以上必要である。したがって、映像信号線に信号分岐やスイッチ回路などが存在すると、インピーダンスの不整合が発生し、映像信号の帯域を悪化させる原因となるため、ＡＤ変換前の回路は極力単純である方が望ましい。
【０００７】
一方、後者の従来技術（特許文献２参照）であると、映像信号を保持する以外に、更に常にブランキング部分のデジタルレベルを保持しておくラッチ回路やフレームメモリを必要する。この様な方法では実装するフレームメモリの容量が増加し、望ましくない。
【０００８】
例えば、ＳＸＧＡ（１２８０×１０２４）の高解像度映像信号を保持する為には、１２８０（水平）×１０２４（垂直）×８（ｂｉｔ）×３（色）≒４Ｍ（ｂｙｔｅ）の容量のフレームメモリが必要である。
【０００９】
また、更なる高解像度の映像信号に対応するには更にメモリ容量を増加させることが必要になる。もしくは規定容量以下になるように圧縮処理を行う必要があり、これは画質の劣化の原因になる恐れがある。また、複雑な圧縮処理が必要となり、望ましくない。
【００１０】
従って、実質上、映像信号に加え、ブランキング領域を常に格納するメモリ容量を確保することは困難である。
【００１１】
そこで、本発明の例示的な目的は、複雑な回路や大容量メモリが不要とし、確実に黒レベルの補正（クランプ補正）を行うことを可能とした表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の表示装置では、入力信号フォーマットの変化を検出し、前記検出結果に応じて前記入力信号の映像有効エリアを取り込み範囲として動作する第１の書き込みモードと前記入力信号のブランキングエリアを取り込み範囲として動作する第２の書き込みモードとの、切換えを行う切換え手段を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、複雑な回路や大容量のメモリを必要とせず、確実に黒レベルの補正（クランプ補正）を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は本発明の第１の実施例を示した図である。
【００１６】
入力映像信号のＲＥＤ＿ＳＩＧ２３、ＧＲＥＥＮ＿ＳＩＧ２４、ＢＬＵＥ＿ＳＩＧ２５は、クランプ回路１３により電圧Ｖｃｌｐにクランプされて黒レベルが固定された後、ＡＤ変換器１１にてデジタル化される。デジタル化されたデータは、次に述べる２つのタイミングの一方のタイミングにてフレームメモリ１２に書き込まれる。
【００１７】
（ａ）ブランキング書き込みモード
図２は、映像信号（２３、２４、２５）の１フレーム分を同期信号ＨＳＹＮＣ、ＶＳＹＮＣのタイミングで示した図である。ブランキング書き込みモードでは、有効画像領域２６以外の領域（例えば水平バックポートおよび垂直バックポーチ領域２７）のみをフレームメモリ１２に書き込むモードである。
【００１８】
（ｂ）有効画像書き込みモード
有効画像書き込みモードでは、有効画像領域２６のみをフレームメモリ１２に書き込むモードである。
【００１９】
ブランキング書き込みモードの際には、後述するシーケンスにて黒レベル補正処理が実施される。一方、有効画像書き込みモードの際には、フレームメモリ１２に書き込まれた有効領域の画像データは、パネル駆動回路１５にてガンマ処理、相展開、ＤＡ変換、レベルシフトなどの信号処理が行われ、パネル１６に表示される。
【００２０】
一方、映像フォーマット検出回路１０では、入力映像信号（２３、２４、２５）に同期した同期信号ＨＳＹＮＣ、ＶＳＹＮＣ２１を用いて、入力映像信号（２３，２４，２５）の解像度、フレームレートを検出する。
【００２１】
例えば、ＨＳＹＮＣの周期が１５．６ｕｓ、ＶＳＹＮＣの周期が１６．７ｍｓであった場合、映像フォーマット検出回路１０は、モードテーブルから入力信号が解像度１２８０×１０２４、フレームレート６０．０２Ｈｚ（ＶＥＳＡ  ＳＸＧＡ  ６０Ｈｚ）であると判断する。
【００２２】
水平／垂直ＳＹＮＣ幅、水平／垂直バックポーチ、水平／垂直有効領域、水平／垂直トータル画素数データを算出する。これらの情報は映像フォーマット情報１７として、コントローラ１４と通信を行う。
【００２３】
図３は、コントローラ１４の内部の詳細を示した図である。
【００２４】
モード管理部３４は、映像フォーマット情報１７を用いて入力信号のフォーマットが変化したかどうかを検出する。変化を検出すると、モードをブランキング書き込みモードへ移行させる。黒レベル補正が終了したらモードを有効画像書き込みモードへ移行させる。
【００２５】
モード管理部３４は以上の如く、フレームメモリアクセスモードのモード遷移を管理する。
【００２６】
メモリ制御信号発生部３０は、同期信号ＨＳＹＮＣ／ＶＳＹＮＣ２１と映像フォーマット情報１７、およびモード情報３５を用いてフレームメモリ１２に対するメモリ制御信号１９を生成する。メモリ制御信号１９は、ライト／リードの開始、終了、イネーブル、ディセーブルを示すタイミング信号である。メモリ制御信号１９は、モード情報３５がブランキング書き込みモードの場合はブランキング領域２７を書き込むタイミングで生成され、有効画像書き込みモードの場合は有効画像領域２６を書き込むタイミングで生成される。
【００２７】
積分回路３１は、フレームメモリ１２から読み出されたデータ１８（Ｌ＿ｂｌｋ）の積分、平均値とあらかじめ決められた目標黒レベル（Ｌ＿ｔａｒｇｅｔ）との差分を求め、補正レベル（Ｌ＿ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）を生成する。式（１）参照。
【００２８】
Ｌ＿ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ＝Ｌ＿ｔａｒｇｅｔ−（１／Ｎ）＊∫ＮＬ＿ｂｌｋ（ｉ）ｄｉ・・・・・式（１）
ＤＡ変換器３２は、積分回路３１で平均化されたデジタルデータをクランプ電位制御に適したレベルのアナログ信号（クランプ電位制御信号３６）に変換する回路である。ホールド回路３３は、ブランキング書き込みモードにおける黒レベル補正電圧３６を、有効画像書き込みモード時に保持する回路である。
【００２９】
次に、黒レベル補正処理における具体的なシーケンスを説明する。図４は、コントローラ１４の処理フローを示したフローチャートである。
【００３０】
〔ＳＴＥＰ０〕
映像フォーマット情報１７を入力し、入力信号のフォーマットが変化したかどうかを判断する。変化した場合、映像フォーマット検出回路１０から映像フォーマット情報１７を取得し、モード管理部３４はブランキング書き込みモードに遷移する。ブランキング書き込みモードに移行した場合のみ、Ｓｔｅｐ１に移行する。
【００３１】
〔ＳＴＥＰ１〕
映像フォーマット検出回路１０から、映像フォーマット情報１７を取得する。
【００３２】
〔ＳＴＥＰ２〕
パネル駆動回路１５に対し、黒表示もしくはミュート制御２２を行い、フレームメモリ１２の画像をパネルに表示させないようにする。
【００３３】
〔ＳＴＥＰ３〕
メモリ制御信号発生部３０において、同期信号２１と映像フォーマット情報１７を用いて、入力映像信号のブランキング領域２７をフレームメモリ１２に書き込むようなタイミング信号１９を生成する。
【００３４】
〔ＳＴＥＰ４〕
フレームメモリ１２のデータ１８を読み込み、積分および平均化を行う。平均化した値をＬ＿ｂｌｋとする。
【００３５】
〔ＳＴＥＰ５〕
平均値Ｌ＿ｂｌｋと目標黒レベルＬ＿ｔａｒｇｅｔの差分から黒レベル補正レベルＬ＿ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎを算出する。
【００３６】
Ｌ＿ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ＝Ｌ＿ｔａｒｇｅｔ−Ｌ＿ｂｌｋ・・・式（１）
例えば、黒レベルを常にレベル０としたい場合には、Ｌ＿ｔａｒｇｅｔ＝０より、
Ｌ＿ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ＝−Ｌ＿ｂｌｋ
となる。
【００３７】
〔ＳＴＥＰ６〕
黒レベル補正レベルＬ＿ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎはＤＡ変換器３２によりアナログ電位の黒レベル補正電圧３６に変換される。
【００３８】
〔ＳＴＥＰ７〕
モード管理部３４は有効画像書き込みモードに遷移し、ホールド回路３３によって黒レベル補正電圧３６を保持し、クランプ電位制御信号２０とする。
【００３９】
同時に、メモリ制御信号発生部３０において、同期信号２１と映像フォーマット情報１７を用いて、入力映像信号の有効画像領域２６をフレームメモリ１２に書き込むようなタイミング信号１９を生成する。
【００４０】
〔ＳＴＥＰ８〕
パネル駆動回路１５に対し、黒表示解除もしくはミュート解除制御２２を行い、フレームメモリ１２の画像をパネルに表示させるようにする。その後、Ｓｔｅｐ１に戻る。
【００４１】
本実施例においては、Ｓｔｅｐ１にて、入力信号の映像フォーマットが変化したかどうかを判定することでブランキング書き込みモードに遷移しているが、それに限定せず、例えば複数の入力インターフェース端子を有する機器に関しては、ユーザーが入力切替えボタンを押した時や、信号フォーマット自動検出ボタンを押した時にブランキング書き込みモードに遷移することでもよい。
【実施例２】
【００４２】
図５は本発明の第２の実施例を示した図である。
【００４３】
第１の実施例では、黒信号シフト手段が、ＡＤ変換前のクランプ電位を制御する方法であるのに対し、第２の実施例ではＡＤ変換器の下側基準電圧を制御する方法である点が異なる。
【００４４】
図５において、実施例１と異なる部分は、コントローラ５４がＡＤ変換器５１の下側基準電圧Ｖｂｏｔｔｏｍを制御する点である。その他の信号の流れは変わらないので、詳細説明は省略する。
【００４５】
次に、黒レベル補正処理における具体的なシーケンスを説明する。図６は、コントローラ５４の処理フローを示したフローチャートである。以下図６のフローチャートに従って動作の説明をする。
【００４６】
〔ＳＴＥＰ０〕
映像フォーマット情報５７を入力し、入力信号のフォーマットが変化したかどうかを判断する。変化した場合、映像フォーマット検出回路５０から映像フォーマット情報５７を取得し、モード管理部７４はブランキング書き込みモードに遷移する。ブランキング書き込みモードに移行した場合のみ、Ｓｔｅｐ１に移行する。
【００４７】
〔ＳＴＥＰ１〕
映像フォーマット検出回路５０から、映像フォーマット情報５７を取得する。
【００４８】
〔ＳＴＥＰ２〕
パネル駆動回路５５に対し、黒表示もしくはミュート制御６２を行い、フレームメモリ５２の画像をパネルに表示させないようにする。
【００４９】
〔ＳＴＥＰ３〕
メモリ制御信号発生部７０において、同期信号６１と映像フォーマット情報５７を用いて、入力映像信号のブランキング領域６７をフレームメモリ５２に書き込むようなタイミング信号５９を生成する。
【００５０】
〔ＳＴＥＰ４〕
フレームメモリ５２のデータ５８を読み込み、積分および平均化を行う。平均化した値をＬ＿ｂｌｋとする。
【００５１】
〔ＳＴＥＰ５〕
平均値Ｌ＿ｂｌｋと目標黒レベルＬ＿ｔａｒｇｅｔの差分から黒レベル補正レベルＬ＿ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎを算出する。
【００５２】
Ｌ＿ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ＝Ｌ＿ｂｌｋ−Ｌ＿ｔａｒｇｅｔ・・・・式（２）
例えば、黒レベルを常にレベル０としたい場合には、Ｌ＿ｔａｒｇｅｔ＝０より、
Ｌ＿ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ＝Ｌ＿ｂｌｋ
となる。
【００５３】
〔ＳＴＥＰ６〕
黒レベル補正レベルＬ＿ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎはＤＡ変換器７２によりアナログ電位の黒レベル補正電圧７６に変換される。
【００５４】
〔ＳＴＥＰ７〕
モード管理部７４は有効画像書き込みモードに遷移し、ホールド回路７３によって黒レベル補正電圧７６を保持し、下側基準電圧制御信号６０とする。
【００５５】
同時に、メモリ制御信号発生部７０において、同期信号６１と映像フォーマット情報５７を用いて、入力映像信号の有効画像領域２６をフレームメモリ５２に書き込むようなタイミング信号５９を生成する。
【００５６】
〔ＳＴＥＰ８〕
パネル駆動回路５５に対し、黒表示解除もしくはミュート解除制御６２を行い、フレームメモリ５２の画像をパネルに表示させるようにする。その後、Ｓｔｅｐ１に戻る。
【００５７】
Ｓｔｅｐ１におけるブランキング書き込みモードへの遷移は、上記実施例に限らず、ユーザーが入力切替えボタンを押した時や、信号フォーマット自動検出ボタンを押した時であってもよい。
【００５８】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施例を示した図である。
【図２】本発明に係る、２つの書き込みモードの領域例を示した図である。
【図３】第１の実施例における、コントローラの内部構成を示した図である。
【図４】第１の実施例における、処理フローを示したフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施例を示した図である。
【図６】第２の実施例における、コントローラの内部構成を示した図である。
【図７】第２の実施例における、処理フローを示したフローチャートである。
【図８】Ａは一般的なクランプ回路を示した図、Ｂはクランプ前の映像信号を示した図、Ｃはクランプ後の映像信号を示した図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０、５０  フォーマット検出回路
１１、５１  ＡＤ変換器
１２、５２  フレームメモリ
１３、５３  クランプ回路
１５、５５  パネル駆動回路
１６、５６  パネル
１４、５４  コントローラ
２６  有効画像領域
２７  ブランキング領域
３０、７０  メモリ制御タイミング発生回路
３４、７４  モード管理部
３１、７１  積分回路
３２、７２  ＤＡ変換器
３３、７３  ホールド回路
【図１】
2006352656.tif 000003
【図２】
2006352656.tif 000004
【図３】
2006352656.tif 000005
【図４】
2006352656.tif 000006
【図５】
2006352656.tif 000007
【図６】
2006352656.tif 000008
【図７】
2006352656.tif 000009
【図８】
2006352656.tif 000010